Водопровод

Один пример эффективного применения преобразователей частоты.

Наиболее простое и эффективное применение – управление насосными агрегатами станций подкачки водопроводных сетей и силовых распределительных пунктов.

Основано это на стабилизации давления холодной или горячей воды на выходе насосной станции. Возможно применение в качестве сигнала обратной связи датчика расхода воды(см. рисунок).

При неравномерном суточном, недельном, месячном графике потребления воды поддержание оптимального давления в сетях возможно с помощью перекрытия задвижек на выходе насосной станции (метод дросселирования) или за счёт изменения скорости вращения насосного агрегата (изменение его производительности).

Мощность, потребляемая насосом, находится в кубической зависимости от скорости вращения рабочего колеса. Р=f(Q3), т.е. уменьшение скорости вращения рабочего колеса насоса (вентилятора) в 2 раза приводят к уменьшению потребляемой мощности в 8 раз. Производительность насоса Q прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса насоса.

Зная суточный график расхода или потребления воды можно определить суточную экономию электроэнергии при применении частотно-регулируемого привода. Для каждого значения производительности насоса Q это будет разница DР графика потребления мощности. Таким образом, видно, что частотно-регулируемый привод значительно эффективнее, чем регулирование дросселированием.

Преимущества применения частотно-регулируемого электропривода.

1.  Экономия электроэнергии от 30 до 60%.
2.  Исключение гидроударов, что позволяет резко увеличить срок службы трубопроводов и запорной арматуры.
3.  Отсутствие больших пусковых токов, полная защита электродвигателей насосных агрегатов, работа электродвигателей и пусковой аппаратуры с пониженной нагрузкой, что значительно увеличивает срок службы электродвигателей
4.  Значительная экономия воды за счёт оптимизации давления в сетях и уменьшения разрывов трубопроводов.
5.  Возможность полностью автоматизировать насосные станции.

Вентиляция

Применение частотно-регулируемого привода в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Обычно вентиляторы имеют такие параметры, которые обеспечивают максимальный расход воздуха, требуемый системой. Однако условия функционирования часто требуют снижение расхода. Это может достигаться за счёт дросселирования при постоянной частоте вращения вала вентилятора, а так же за счёт изменения скорости вращения вала вентилятора при использовании частотно-регулируемого привода. Производительность можно менять в зависимости от сезонных, климатических условий, баланса тепло и влаговыделений, выделений вредных газов и паров. Зависимость потребляемой мощности вентилятора от скорости вращения вала вентилятора такая же как и у центробежного насоса

Р = f (Q3) , т.е. снижение скорости вращения вала вентилятора приводит к уменьшению потребляемой мощности в 8 раз. Экономия электроэнергии при применении частотно-регулируемого привода может составить до 60%.

Канализация

Управление насосными агрегатами канализационной насосной станции.

Особенности работы канализационной насосной станции.

Большую часть времени на станции работает один насосный агрегат. Регулирование производительности дросселированием трубопроводов обычно не предусматривается. Перекачивание стоков происходит при работе агрегата в режиме периодических включений.

Применение преобразователей частоты позволяет:

Экономить электроэнергию за счет управления насосным агрегатом по специальному алгоритму, включающему в себя:

• - стабилизацию максимально допустимого уровня в приёмном резервуаре при больших потоках;
• - поддержание оптимальной частоты электродвигателя при снижении притока;
• - исключение потери электроэнергии на пусковые токи;

Упрощается техническое обслуживание технологического оборудования, так как исключается большое количество пусков электродвигателей.

Обеспечивается оптимальное протекание режима перекачки стоков без гидроударов.

Уменьшается число коммутационных переключений в силовых цепях и цепях управления насосными агрегатами.

Погружные насосы

Преимущества применения частотно-регулируемого электропривода для глубинных насосов.

• Экономия электроэнергии от 30 до 60%.
• Исключение гидроударов, что позволяет резко увеличить срок службы трубопроводов и запорной арматуры.
• Отсутствие больших пусковых токов, полная защита электродвигателей насосных агрегатов, работа электродвигателей и пусковой аппаратуры с пониженной нагрузкой, что значительно увеличивает срок службы электродвигателей.
• Значительная экономия воды за счёт оптимизации давления в сетях и уменьшения разрывов трубопроводов.
• Возможность полностью автоматизировать насосные станции.
• Вода к потребителю может подаваться напрямую через закрытые трубы без накопления в резервуаре или водонапорном баке.
• Не требует строительства, обслуживания водонапорных баков или накопительных резервуаров
• Особенность применения ПЧ: расстояние от инвертора до э/д без моторного дросселя при мощности э/д до 5 кВт-10-20м, до 50 кВт - 30-40м, с дросселем - до 200м.

Поддержание уровня

Поддержание заданного уровня жидкости в баке.

Применение ПЧ для поддержания заданного уровня жидкости в баке. Производительность насоса регулируется в зависимости от уровня жидкости в баке.

Котельные

Применение частотно-регулируемого привода в насосных и тягодутьевых механизмах котельных установок.

Тягодутьевые машины потребляют около 60% электроэнергии собственных нужд котельных цехов. Поэтому регулирование их режимных параметров оказывает существенное влияние на мощность и экономичность работы котельных установок.

Использование частотно-регулируемых приводов позволяет решать задачу согласования режимных параметров и энергопотребления тягодутьевых механизмов с изменяющимся характером нагрузки котлов.

Основным назначением тягодутьевых механизмов и водогрейных котлов является поддержание оптимального режима горения в топке котла. Под понятием оптимального режима здесь подразумевается поддержание оптимального соотношения "топливо-воздух" и создание наиболее благоприятных условий для полного сгорания топлива. Для выполнения этого условия необходимо с одной стороны подать нужное количество воздуха в топку - с другой с заданной интенсивностью извлекать из неё продукты горения.

Применение преобразователей частоты для управления вентилятора подачи воздуха в топку, а так же вентилятора дымососа позволяет не только эффективно решать эту задачу, но и автоматизировать этот процесс наиболее полно и эффективно.

Как правило, система регулирования дымососа должна поддерживать заданную величину разряжения в топке котла независимо от производительности котлоагрегата.

Подача топлива в топку котла для сохранения баланса между подводом тепла и отводом его выполняет существующая система управления производительностью котлоагрегата, регулирующая подачу топлива. С его увеличением увеличивается подача воздуха в топку котла и электропривод дымососа должен увеличить отсасывающий объём продуктов горения. Таким образом, связь между системами регулирования вентилятора и дымососа осуществляется через топку котла.

Поскольку график нагрузки отопительной котельной достаточно неравномерный, уменьшение производительности, как вентилятора, так и дымососа позволит сэкономить до 70% электроэнергии, идущей на приведение в действие этих механизмов.

Преимущества применения частотно-регулируемого электропривода:

• Экономия электроэнергии от 30 до 60%.
• Исключение гидроударов, что позволяет резко увеличить срок службы трубопроводов и запорной арматуры.
• Отсутствие больших пусковых токов, полная защита электродвигателей насосных агрегатов, работа электродвигателей и пусковой аппаратуры с пониженной нагрузкой, что значительно увеличивает срок службы электродвигателей.
• Значительная экономия воды за счёт оптимизации давления в сетях и уменьшения разрывов трубопроводов.
• Возможность полностью автоматизировать насосные станции.

Компрессоры

Применение частотно-регулируемого привода в компрессорных установках.

Работа поршневого компрессора существенно отличается от работы механизмов с вентиляторной характеристикой, так как момент сопротивления на его валу можно считать постоянным.

Однако производительность компрессора Q м3/мин зависит от числа оборотов его вала. При регулировании производительности компрессора изменением числа оборотов его вала изменяется и мощность, потребляемая из сети электродвигателем, приводящим компрессор в движение. На промышленных предприятиях достаточно часто требуется регулировать производительность компрессорных установок за счёт изменения скорости вращения электродвигателя.

Из-за неравномерности потребления сжатого воздуха при работе компрессора иногда приходится открывать спускной клапан в ресивере компрессора.

Применение частотнорегулируемого привода как показано на схеме позволяет экономить электроэнергию, поддерживая оптимальное давление при оптимальном расходе сжатого воздуха в системах пневматики.

При применении частотно-регулируемого привода для управления винтовыми компрессорами можно получить экономию электроэнергии, сравнимую с экономией при управлении центробежными насосами (до 60%), т.к. характеристика винтового компрессора близка к характеристике центробежного насоса.

Кроме получения экономии электроэнергии применение частотно-регулируемого привода дополнительно обеспечивает следующее:

• Снижается износ коммутационной аппаратуры из-за отсутствия больших пусковых токов при включении двигателя компрессора.
• Оптимизация давления в пневмосети снижает утечки сжатого воздуха.
• Увеличивается срок службы электродвигателя из-за снижения его нагрузки и отсутствия тяжёлых пусковых режимов.

Фасовка продукции

Установка для фасовки.

В данном примере показано применение преобразователей частоты (ПЧ) в установке для фасовки материалов. Конвейер работает по циклу перемещение-загрузка. Дозатор включается, когда конвейер устанавливает тару под него.

Намотка

Установка для намотки материала.

Для обеспечения протяжки материала с малыми отклонениями от заданной скорости используется преобразователь частоты c датчиком обратной связи (энкодером). Для получения рулона материи с постоянным натяжением по всему диаметру намотки преобразователь частоты привода бобины управляется аналоговым сигналом с датчика натяжения.

Перемещение

Установка для равномерного перемещения материала.

Применение ПЧ в режиме "мастер-ведомый" на примере установки для перемещения материала. Для получения одинаковых выходных частот преобразователей широко используется режим "мастер-ведомый". При этом задание скорости подается на привод "мастер". Остальные привода являются ведомыми и получают задание скорости с ведомого.

Укладка

Установка для рядной намотки проволоки с использованием раскладчика.

Для получения данных о реальной скорости вращения, числа оборотов, реализации возможности задания момента натяжения привод намотки использует датчик обратной связи. Сигнал пропорциональный скорости намотки поступает на привод раскладчика. Этим достигается синхронизация возвратно-поступательного движения раскладчика для получения катушки с рядной намоткой.

Энерго- и ресурсосбережение

Энерго- и ресурсосбережение.

Наиболее простое и эффективное применение - управление насосными агрегатами станций подкачки водопроводных сетей и тепловых распределительных пунктов. Основано это на стабилизации давления холодной или горячей воды на выходе насосной станции. Возможно применение в качестве сигнала обратной связи датчика расхода воды.

При неравномерном суточном, недельном, месячном графике потребления воды поддержание оптимального давления в сетях возможно с помощью перекрытия задвижек на выходе насосной станции (метод дросселирования) или за счёт изменения скорости вращения насосного агрегата (изменение его производительности).

Мощность, потребляемая насосом находится в кубической зависимости от скорости вращения рабочего колеса.

Р = f (Q3) , т.е. уменьшение скорости вращения рабочего колеса насоса, вентилятора в 2 раза приводят к уменьшению мощности, потребляемой насосом в 8 раз. Производительность насоса Q прямо пропорциональна скорости вращения рабочего колеса насоса. Исходя из графиков потребления воды и зависимости мощности, потребляемой насосом от производительности можно определить примерную экономию электроэнергии от применения частотно-регулируемого привода.

Зная суточный график расхода или потребления воды можно определить суточную экономию электроэнергии при применении частотно-регулируемого привода. Для каждого значения производительности насоса Q это будет разница Р графика потребления мощности. Таким образом видно, что частотнорегулируемый привод эффективнее.

Преимущества применения частотно-регулируемого электропривода.

• Экономия электроэнергии от 30 до 60%.
• Исключение гидроударов, что позволяет резко увеличить срок службы трубопроводов и запорной арматуры.
• Отсутствие больших пусковых токов, полная защита электродвигателей насосных агрегатов, работа электродвигателей и пусковой аппаратуры с пониженной нагрузкой, что значительно увеличивает срок службы электродвигателей.
• Значительная экономия воды за счёт оптимизации давления в сетях и уменьшения разрывов трубопроводов.
• Возможность полностью автоматизировать насосные станции.